21 | poll：另一种I/O多路复用

盛延敏

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该思维导图由 AI 生成，仅供参考

你好，我是盛延敏，这是网络编程实战第 21 讲，欢迎回来。
上一讲我们讲到了 I/O 多路复用技术，并以 select 为核心，展示了 I/O 多路复用技术的能力。select 方法是多个 UNIX 平台支持的非常常见的 I/O 多路复用技术，它通过描述符集合来表示检测的 I/O 对象，通过三个不同的描述符集合来描述 I/O 事件 ：可读、可写和异常。但是 select 有一个缺点，那就是所支持的文件描述符的个数是有限的。在 Linux 系统中，select 的默认最大值为 1024。
那么有没有别的 I/O 多路复用技术可以突破文件描述符个数限制呢？当然有，这就是 poll 函数。这一讲，我们就来学习一下另一种 I/O 多路复用的技术：poll。
poll 函数介绍poll 是除了 select 之外，另一种普遍使用的 I/O 多路复用技术，和 select 相比，它和内核交互的数据结构有所变化，另外，也突破了文件描述符的个数限制。
下面是 poll 函数的原型：
int poll(struct pollfd *fds, unsigned long nfds, int timeout); 
　　　
返回值：若有就绪描述符则为其数目，若超时则为0，若出错则为-1
这个函数里面输入了三个参数，第一个参数是一个 pollfd 的数组。其中 pollfd 的结构如下：
struct pollfd {
    int    fd;       /* file descriptor */
    short  events;   /* events to look for */
    short  revents;  /* events returned */
 };
这个结构体由三个部分组成，首先是描述符 fd，然后是描述符上待检测的事件类型 events，注意这里的 events 可以表示多个不同的事件，具体的实现可以通过使用二进制掩码位操作来完成，例如，POLLIN 和 POLLOUT 可以表示读和写事件。

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基于poll的I/O多路复用技术是本文的重点。文章首先介绍了poll函数相对于select函数的优势，它通过描述符集合来表示检测的I/O对象，突破了文件描述符个数的限制。与select不同，poll函数的结果保留在revents字段中，避免了每次检测都需要重置待检测的描述字和感兴趣的事件。此外，文章还详细介绍了poll函数的返回值和参数timeout的含义，以及对比了poll函数和select函数的不同之处。通过编写基于poll的服务器程序，读者可以深入了解poll的用法和其在高并发场景下的优势。在实验部分，作者通过telnet客户端连接到服务器程序，展示了基于poll的服务器程序的I/O复用能力。多个客户端输入的字符互不影响，且一个客户端断开连接不会影响其他客户端。最后，文章提出了两个思考题，引导读者深入思考和交流。总的来说，本文通过介绍poll函数及其在服务器程序中的应用，展示了其在高并发场景下的优势和灵活性。读者可以通过本文快速了解poll技术特点，并在实际应用中加以思考和探索。

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夏目
老师，我还是没明白poll和select的本质区别是什么，能否指点一下
作者回复: 两者只是编程接口的区别，从内核实现角度来讲，其实本质实现是差不多的，poll客服了select有限文件描述字的缺陷，适用的范围更广一些。
2019-11-15
5
27
徐凯
1.采用动态分配数组的方式 2.如果内存不够进行realloc 或者申请一块更大的内存然后把源数组拷贝过来
作者回复: 鼓励动手来一个。
2019-09-25

20
阿卡牛
还有种信号驱动型I/O，老师可以讲解吗
作者回复: 让内核在描述符就绪时发送SIGIO信号通知我们，这种模型为信号驱动式I/O（signal-driven I/O)，说实话，这个模型在实战中用的是比较少的，作为一个知识点知道就可以了。
2019-10-24

12
Hale
能讲讲为什么不用POLLIN来判断套接字可读？
作者回复: POLLIN包括了OOB等带外数据的检测，POLLRDNORM则不包括这部分。 #define POLLIN 0x0001 /* any readable data available */ #define POLLRDNORM 0x0040 /* non-OOB/URG data available */
2019-09-26
4
10
D
老师可否简单讲下底层实现，比如底层是数组，队列，红黑树等。
作者回复: 好问题，我收集一下素材。
2019-09-25
3
9
fedwing
老师，请教个问题，我看ready_number在29行的if里如果有会--，后面read for循环里，如果处理也--，我是不是可以这样理解，events_set[0]表示listen的套接字，这个套接字里如果有pollin，那么肯定是新连接（而不是普通套接字的读数据），所以这时就是获取对应的连接的文件描述符，将其加入到event_set数组里，用于后续poll的时候，多检测一个文件描述符，如果ready_number在前面的处理--后，还大于0，则表示events_set里其他的文件描述符也有待检测的事件触发，这些就是常规的双端连接对应的套接字，它们pollin的话，就是我们常规意义里的read数据了。
作者回复: 是的。
2020-08-12
2
5
Geek_68d3d2
老师我看网络编程里面使用了各种函数，函数里面各种参数，您那里有没有什么文档参考手册啥的可供我们需要时翻阅，光靠脑子记，记不来啊。您平常都是怎么写代码啊，这些函数都是背下来了吗。
作者回复: Linux下"man xxx"，windows下看MSDN，当然，有一些常见的是要记下来的。
2019-12-11

5
Simple life
我搞不懂，accept后的fd要加入event_set，然后再遍历取出，直接拿来读写不行吗？
作者回复: 因为我们在同时处理多个I/O，一旦一个fd经过accept处理后加入event_set，之后就可以通过一个poll调用来获取多个不同的fd来加以处理。这是event_set的意义。
2020-07-31
3
3
Tesla
老师 poll不改变传入检测的event的状态，而是返回revent，是出于什么目的呢？
作者回复: 这个设计很合理，一个是输入参数，一个是输出参数，只不多在同一个结构体内。如果只有一个参数，既是输入，也是输出，反到有点奇怪。
2020-03-05

2
传说中的成大大
我还是不太明白select和poll进行事件注册的区别,希望老师再给我指点指点
作者回复: 区别是编程的接口不一样，原理基本一致，但是select一般来说有文件句柄的现在，poll则没有。我觉得你可以看代码体会一下。
2019-09-30

2

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